110kV降压变电所电气设计建筑电气安装工程建筑电气安装工程.pdf
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1、 电气工程基础 课程设计 110kV降压变电所电气设计 专 业:电气工程及其自动化 班 级:设计 者:学 号:指导教师:吴耀武 2008年6月 目 录 设计任务书 第一部分 一确定变电站各电压等级的合计负荷及负荷类型 二主变压器选择 三电气主接线的选择 四 电气主接线图(见图纸)五短路电流、工作电流的计算 5.1设备选择的电流计算(按最终规模计算)5.1.1短路电流计算 5.1.2各回路的工作电流 5.2各电压等级出线的电流计算(按一台变压器运行、式计算)第二部分 主要电气设备选择 台检修的运行方 我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎
2、样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出1.设备选择原则 2.开关电器的选择 3.导线(硬、软母线及出线)选择 4.电流互感器选择
3、 5.电压互感器选择 6.支撑绝缘子 7.消弧线圈的选择 8.避雷器的选择 第三部分 心得体会:参考文献 变电站电气系统课程设计任务书 一、设计要求 1、待建变电站的建设规模 变电站类型:110 kV 降压变电站 三个电压等级:110 kV、35 kV、10 kV 110 kV:近期进线_3_回,出线丄回;远期进线_2_回,出线_0_回 35 kV:近期_5_回;远期_4回 10 kV:近期_8_回;远期_3回 2、电力系统与待建变电站的连接情况 变电站在系统中地位:终端 变电站 变电站仅采用110 kV 的电压与电力系统相连,为变电站的电源 电力系统至本变电站高压母线的标么电抗(Sd=100
4、MVA为:最大运行方式时 0.27 _;最小运行方式时 0.36 _;主运行方式时 0.30 _ 上级变电站后备保护动作时间为 3.0 s 我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委
5、员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出3、待建变电站负荷 110 kV 出线:负荷每回容量 11000 kVA,cos 0.9,TmaQ 5000 h 35 kV 负荷每回容量5000 kVA,cos 0.85,TmaQ 4000 h;其中,一类负荷2回;二类负荷2 回 低压负荷每回容量 2000 kW,cos 0.95,Tma治5000 h;其中,一类负荷_0回;二类负荷2回(4)负荷同时率 0.75 4、环境条件 当地年最高气温400C,年最低气温-200C,最热月平均最高气温350
6、C,年最低 气温-50C 当地海拔高度:600m 雷暴日:10 日/年 5、其它 变电站地理位置:城郊,距城区约6m 变电站供电范围:110 kV线路:最长 100 km,最短 50 km;35 kV 线路:最长 60 km,最短 20 km;10 kV _ 低压馈线:最长30km 最短10km 第一部分 一、确定变电站各电压等级的合计负荷及负荷类型 1、各电压等级的合计负荷和符合类型 一期工程:1回110kV出线,合计负荷11000kVA 5 回35kV出线,合计负荷25000kVA 8 回10kV出线,合计负荷16000kW 我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制品牌更是层出不穷
7、作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出二期工程4回35kV出线,合计负荷20000kVA 3 回
8、10kV出线,合计负荷6000kW 35kV侧的总负荷:氐=5000 9 0.75kVA=33750kVA 我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策
9、中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出10kV 侧的总负荷:Sw=2000 11 0.75/0.95kVA=17368.4kVA 110kV的负荷不经过站内变压器,故经过变压器合计负荷 S=33750 17368.4=51118.4kVA 其中一期负荷为:S期=25000 16000/0.95=41842.1kVA 二、主变压器选择 根据电力工程电气设计手册的要求,并结合本变电所的具体情况和可靠性 的要求,选用两台同型号的无励磁调压三绕组自耦变压器。变压器的最大负荷为Pm=KP,对具有两台主变的变电所,其中一台主变的容
10、 量应大于等于70%勺全部负荷或全部重要负荷。两者中取最大值作为确定主变的容 量依据。考虑到变压器每天的负荷不是均衡的,计及欠负荷期间节省的使用寿命,可用于在过负荷期间中消耗,故可选较小容量的主变作过负荷能力计算,以节省主 变投资。最小的主变容量为 拟选用两台SFS 31500/110型三相绕组变压器,其容量比为:100/100/50;电压比为:110 2X 2.5%/38.5 5%/11KV 接线方式为 YN yn0,d11(即 Y0/Yn/-12-11);阻抗电压为:Uk*12=10.5%,Uk*13=18%,Uk*23=6.5%。那么,(1)若一台主变压器停运,另一台承担全部负荷,其负荷
11、率为 162.3%,应采取措 施减负荷。正常并列运行时的负荷率为 81.15%。(2)第一期工程主变压器负荷率为 B=(5000 X 5+2000/0.95 X 8)X 0.75/31500 X 100%=99.6%(3)事故情况下,变压器过载能力的校验 原则:1)二台主变,停一台,应承担全部负荷 70%80%2)变压器过载能力:过负荷倍数 100MVA过负荷倍数1.3 过载能力校验:51118.4 X 0.7/31500=1.1361.5 51118.4 X 0.8/31500=1.29850%选 SN 35kV:19.2/(25*2)=38.4%50%选 SN 10kV:10.1056/(
12、25*2)=20.2%50%选 0.5SN 所以,变压器容量比为:100/50/50(6)接地方式 110kV:110KV及以上电压系统为大电流接地系统,所以主变压器110KV及以上电压 级中性点接地方式均应该选择中性点直接接地方式。我国 110kV及以上电 压、变压器都采用Y0连接。35kV:35KV为小电流接地系统,中性点应选择不接地或经消弧线圈接地(通过对地 电容电流的大小计算决定)。我国35kV采用丫连接,其中性点经消弧线圈接 地。10kV:为了提高供电可靠性,其中性点不接地。即使有单相接故障,三相线电压仍 然对称,用户可不受影响,但不可以长期运行,一般不能超过两个小时。由 于短路故障
13、多为金属性接地故障,运用自动重合闸技术可以恢复线路在正常 运行状态。户可不受影响,但不可以长期运行,一般不能超过两个小时。由 于短路故障多为金属性接地故障,运用自动重合闸技术可以恢复线路在正常 运行状态。我国35kV以下电压变压器绕组都采用连接。根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为 丫0/丫/接线。三、电气主接线选择 1、对电气主接线的基本要求(1)首先是保证供电的可靠性。(2)灵活性,即电气主接线是否能适应各种运行方式(包括正常、事故和检修 运行方式)并能够方便的通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时,不影响其他贿赂继续运行,我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制
14、品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出还有能考虑到将来扩建时的可能性。(3)操作
15、安全、方便:主接线应该简明清晰、运行维护方便、设备切换所需的 操作步骤少。(4)经济性,即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提 下,应力求投资节省、占地面积小、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要 措施。2、各种主接线的比较(1)单母线 使用于出线回路比较少,用户对供电可靠性要求不高的场合。(2)单母分段 可以减少停电范围,通常以2到3分段为宜,使用 于6到10kV的出现和 110220kV 出现为 3 到 4 回的接线。但供电可靠性低,当母线出线故障时,用户全 部断电。(3)单母分段加旁路 检修进出线变压器时可以不停电检修。适用于中小型发电厂和 35110k V变电 站
16、。(4)双母线接线 与单母线相比,选择双母线运行方式可使其中一个母线出现故障或者检修时仍 能供电,而且双母接线具有扩延优点。供电可靠,调度灵活。但占地面积大,且用 很到隔离开关。(5)双母带旁路 综合了 3、4 的优点,检修母线或者断路器时不停电,母线出线故障时仍能后运 行。缺点是隔离开关多、占地面积大。(6)一台半接线 主要用于330kV以上的超高压系统,供电可靠性非常高,但由于需要很多昂贵 的断路器,在220kV以下系统中很少使用(7)桥型接线 只适用于两进线两出线的情况下,而本设计中的出线均大于两回,故不予考虑 桥型接线。3、可供选择的的接线方案 110kV侧接线的选择 方案(一):双母
17、线接线 优点:(1)供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线 而不至于供电中断,一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一组的母线隔离开关 时只停该回路。(2)扩建方便,可向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的 电源和负荷我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质
18、量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出的平均分配,不会引起原有回路的停电,以致连接不同的母线段,不会 如单母线分段那样导致交叉跨越。(3)便于试验,当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开,单独接 至一组母线上。缺点:(1)增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关,投次大。(2)当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器容易误操作,为了避 免隔离开关误操作需在隔离开关和
19、断路之间装设连锁装置。对于110k V侧来说,其要求有较高的可靠性。方案(二):单母线分段 优点:(1)母线发生故障时,仅故障母线停止供电,非故障母线仍可继续工作,缩 小母线故障影响范围。(2)对双回线路供电的重要用户,可将双回路接于不同的母线段上,保证对 重要用户的供电。缺点:当一段母线故障或检修时,必须断开在该段上的全部电源和引出线,这样减 少了系统的供电量,并使该回路供电的用户停电。对比以上两种方案,单母线分段接线可靠性和灵活性较好,但与双母线接线的 供电可靠性的差一点。且双母线有利于以后扩建,但双母线接线复杂,使用设备多、投资较大;110kv母线放置较高,只要相与相之间距离大,因而各种
20、小动作不能造 成故障,不会遭受雷击,因此综合考虑后采用方案(一):双母线接法。35KV侧接线方式选择 方案(一):单母线分段带旁路 优点:(1)母线发生故障时,仅故障母线停止供电,非故障母线仍可继续工作,同 时可以通过旁路缩小母线故障影响范围。(2)对双回线路供电的重要用户,可将双回路接于不同的母线段上,保证对 重要用户的供电。缺点:当一段母线故障或检修时,必须断开在该段上的全部电源和引出线,这样减 少了系统的供电量,并使该回路供电的用户停电。方案(二):双母线接线 优点:(1)供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线 而不至于供电我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国
21、外的乳制品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出断供电和不致使重要用户停电 0 中
22、断,一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一组的母线隔离开关 时只停该回路。(2)扩建方便,可向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的 电源和负荷的平均分配,不会引起原有回路的停电,以致连接不同的母线段,不会 如单母线分段那样导致交叉跨越。(3)便于试验,当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开,单独接 至一组母线上。缺点:(1)增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关,投次大。(2)当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器容易误操作,为了避 免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。考虑经济和实际情况:单母线分段带旁路多采用 2个隔离开关,且双母线能提 供更可靠的
23、性能,保障35kV侧重要负荷的持续供电,故35kV侧采用方案(二):双 母线接线方式。10kV侧主接线选择 方案(一):单母线分段 优点:(1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同母线段引出两个回路,用两个电路供电。(2)当一段母线故障时,分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间我国乳制品的三大巨头伊利蒙牛光明甚至是国外的乳制品牌更是层出不穷作为我国乳业行业的巨头伊利集团怎样建设出如此庞大的帝国的呢政治法律环境前我国乳制品工业正处在山数量扩张型向质量效益型转变的关键时期在迅猛发供应不稳定有效需求不足消费结构失衡市场竞争失序产品质量安全保证体系不健康等为贯彻中华人民共和国食品安全法国务
24、院关于促进奶业持续健康发展的意见乳品质量安全监督管理条例全面构建竞争有序发展协调增长持续循环节力在乳制品加工行业准入条件中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号乳制品工业产业政策中华人民共和国国家发展和改革委员会公告年第号的基础上结合相关法律法在年已经完成了自身产业结构调整而且发改委在政策出 缺点:(1)当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电。(2)当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。(3)扩建时需向两个方向均衡扩建。方案(二):单母线分段带旁路 优点:具有单母线分段的全部优点,并在检修断路器时不至于中断对用户供电。缺点:与单母线分断的缺点相比少了缺点。方案(三):双母线
25、接线 优点:(1)供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线 而不至于供电中断,一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一组的母线隔离开关 时只停该回路。(2)调度灵活,各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵 活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。(3)扩建方便可向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的电 源和负荷的平均分配,不会引起原有回路的停电,以致连接不同的母线段,不会如 单母线分段那样导致交叉跨越。(4)便于试验,当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开,单独接 至一组母线上。缺点:(1)增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关。
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